급속한 개발 및 도시화의 상징이자 석유, 금융 허브인 싱가포르에서 열린 국제에너지주간(Singapore International Energy Week)에서 파리 기후변화 협약과 신재생 에너지 비용 하락에 힘입어 청정에너지 시스템으로 전환은 거스를 수 없는 대세가 되었으며, 남은 한 가지는 실행뿐이라는 주장이 제기되었다.

모두를 위한 지속 가능한 에너지(Sustainable Energy for All) 기구의 유엔 사무총장 특사 레이철 카이트(Rachel Kyte)는 21세기 중반까지 거의 배출이 없는 시스템을 완성해야 한다고 주장하면서, 전반적인 긍정적인 분위기 속에서도 국제 에너지 목표를 달성하는 것은 여전히 힘겨운 상태라고 말했다. 연간 11억 명이 전기를 사용하지 못하고 있으며 화석연료 사용에 따른 대기오염으로 650만 명이 매년 사망하고 있다. 대기 중 CO2 양은 증가하고 있으며 계속해서 기후를 위협하고 있다고 하면서 분산 전력망을 혼합하는 것이 격차를 해소하는 방법이라고 강조했다.

국제에너지기구(International Energy Agency) 페이스 비롤(Fatih Birol) 사무총장은 신재생 에너지원이 탄소를 배출하지 않는 시스템의 핵심이지만 다른 기술도 사용할 수 있다고 본다. 에너지 효율 증대, 원자력 등이 국가별 필요에 따라 대안이 될 수 있다고 말했다. 그는 또한 일본을 선두로 한 아시아의 탈원자력 움직임에도 불구하고 2015년은 신규 원자로 10기가 가동에 들어간 원자력의 황금기였다고 밝혔다. 세계원자력협회(World Nuclear Association) 아그네타 라이징(Agneta Rising) 사무총장도 원자력의 우수한 성과를 보여주었다고 하면서 원자력이 유럽과 미국의 최대 청정 에너지원이며 세계적으로도 두 번째를 기록하고 있다고 말했다.

청정에너지 시스템을 위한 계획과 수단이 마련된 상태에서 남은 것은 실행 의지라는 것을 알 수 있다. 특히, 원자력이 청정에너지 전환에서 중요한 역할을 하고 있음을 보여준다.

• 저자 : KISTI 미리안 글로벌동향브리핑
• Keyword : 1. 청정에너지;신재생에너지;원자력 2. clean energy;renewable energy;nuclear

프랑스 원전안전 당국은 증기발생기 일부 부위에서 고농도의 탄소가 발견된 10기의 900 MWe급 원전에 대해 EDF사가 제출한 운전가능성 분석보고서를 승인했다고 밝혔다. EDF사는 2기의 1,450 MWe에 대해서도 같은 종류의 보고서를 곧 제출할 계획이다.

지난 6월 프랑스의 원전규제기관인 ASN(Autorité de Sûreté Nucléaire)는 EDF가 운영하는 용량 900 MWe 및 1,450 MWe급 18기의 원전이 증기발생기에 높은 농도의 탄소를 함유하고 있다는 사실을 파악했다고 밝혔다. 이 중 12기 유로입구는 일본주물단조회사(JCFC, Japan Casting and Forging Corporation)가 제작한 것으로 고농도의 탄소를 함유했을 개연성이 있다면서 고농도 탄소가 함유되면 철강의 기계적 속성이 나빠진다고 밝혔다.

그 이후 EDF은 ASN측에 12기의 원자로가 운전 안전성을 확보하고 있음을 입증하는 자료를 제출해 왔다. 이에 ASN은 이를 입증하기 위해 추가적인 검사가 필요하다는 입장을 견지해 왔으며 이 검사는 계획예방정비 기간 중에 기시행되었거나 시행되고 있다. EDF가 제출한 자료는 ASN과 프랑스 방사선방호원자력안전청(IRSN, Institute for Radiological Protection and Nuclear Safety)에서 가설과 방법이 맞는지 검토를 거쳤지만 ASN은 가설에 대해 해당 기기에 대한 복제품을 만들어서 시험을 통해 입증해야 한다고 주장하였다.

ASN은 이번에 EDF측에 추가 검사가 필요하며 운전상 보완조치가 시행되거나 강화되어야 하며 추가적인 시험이나 연구가 수행되어야 한다고 요청한 것이다. 2016년 12월 5일 ASN은 이번 요청이 이행되어야 하지만 EDF가 보인 입증방식은 900 MWe급 원전에 대해 수용가능하며 ASN이 해당 원전의 재가동을 승인하는데 사용될 수 있을 것이라고 밝혔다. 각 원전은 개별적인 안전성 검토결과에 따라 재가동이 결정될 예정이다.

• 저자 : KISTI 미리안 글로벌동향브리핑
• Keyword : 1. 증기발생기, 탄소, 기계적 성질 2. steam generator, carbon, mechanical property

NRG그룹(Nuclear Research and Consultancy Group)은 750°C 이상의 온도에서 1/1,000 mm의 정밀도로 원자로 내에서 중성자에 조사되는 동안 각종 재질의 팽창을 측정할 수 있는 기술을 네델란드 Petten에 있는 HFR(High Flux Reactor) 원자로에서 성공적으로 입증했다고 2016년 11월 2일 밝혔다. 이에 따라 개량형 원자로에 사용될 구조용 재료 및 핵연료용 재료 개발에 도움이 될 전망이다.

NRG측은 지금까지는 750°C가 넘는 중성자속이 높은 원자로 내에서 9미터 거리에서 1/1,000mm 급의 정밀도로 각종 구조재의 팽창정도를 측정하는 것은 매우 힘든 일이었다고 밝혔다. 하지만 서로 다른 여러 가지의 개념을 개발하여 반복적인 실험실 내 시험을 통해 개념의 수정하고 공고화함으로써 최종 개념을 1년 전에 정립한 것으로 전해졌다. 이 기술개발에는 다수의 재료 및 핵연료 전문가, 핵공학자 및 기술자들이 참여했으며 이런 종류의 기술이 원자로 적용되는 것은 처음인 것으로 알려졌다.

NRG는 지금 생성하고 있는 실험자료는 원자로 구조재와 핵연료 성능모델의 새로운 시대를 창출하는데 입력 및 검증정보로 사용될 것이라고 밝혔다. 또한, 이 기술이 더 나은 지식을 제공하고 향후 원자력발전소 기술개발에서 구조재와 연료로 사용될 재질을 더 효율적으로 개발할 수 있도록 할 것이므로 원자력산업계가 지금까지 이 기술의 등장을 기다려 왔다고 전했다. 올 12월에는 더 높은 중성자속(flux) 내에서 시험을 진행할 예정이며 이 지점의 온도는 1,200°C가 넘을 것으로 예상했다.

한편, HFR 원자로는 재료시험에 사용되기도 하지만 세계 최대의 방사성동위원소 생산시설로서 유럽에서 사용되는 의료용 동위원소의 70%를 생산하여 전 세계적으로는 의료용 동위원소 생산분야에서 30%의 점유율을 갖고 있다.

• 저자 : KISTI 미리안 글로벌동향브리핑
• Keyword : 1. 구조재, 핵연료, 팽창 2. material, fuel, expansion

미국의 Bechtel사와 GEH사(GE Hitachi Nuclear Energy)는 독일과 스웨덴 원전의 폐로와 해체를 위한 연합을 결성한다고 2017년 3월 22일 밝혔다. 이 연합을 통해 영구정지 사전계획, 인허가, 프로젝트 관리, 해체, 폐기물관리 및 부지폐쇄와 같은 폐로작업 전반에 대한 서비스를 제공할 예정이다.

GEH는 일본에서 원자로 내장품 교체와 미국에서 출력증강을 위한 원자로 내장품 분할 및 교체를 통해 얻은 경험을 포함해서 폐로사업에 대한 포괄적인 전문성을 갖고 있다. 미국의 엔지니어링, 프로젝트 관리 및 건설전문회사인 Bechtel도 미 에너지부의 5개 주에 걸친 각종 부지 및 영국 Sellafield 원자력단지 부지 등 세계적으로 500곳이 넘는 방사능 오염부지에 대한 제염, 폐로, 복구 및 폐쇄를 30년 이상 수행해 왔다.

올 1월 GEH사는 스웨덴 OKG AB사로부터 Oskarshamn 1,2호기 원자로해체를 위한 3년짜리 계약을 수주한 바 있다. GEH사는 해당 원전의 원자로압력용기를 분할하게 된다. 이 작업은 해체, 절단 및 최종처분을 위한 포장작업으로 구성되며 2020년대 초반에 완료될 것으로 예상된다.

독일과 스웨덴이 원전 조기폐쇄를 위한 입법을 도입하자 폐로사업을 위한 다양한 파트너쉽이 형성되어 왔다. 2015년에는 EOn과 Vattenfall이 양사가 독일에 공동으로 소유하고 있는 원전의 폐로 및 해체에 협력하는 협정에 서명했으며 역시 같은 해에  Westinghouse와 독일건설회사 Hochtief AG도 독일 원전에 대한 폐로사업을 위해 손을 잡은 바 있다. 2012에는 스웨덴의 Studsvik과 Westinghouse가 NDCon이라는 컨소시엄을 결성하고 독일과 스웨덴 원전폐로사업에 뛰어든 바 있다.

이렇듯 다양한 경험과 전문성을 가진 회사들이 연합하여 폐로사업 수주전에 뛰어듦에  따라 독일과 스웨덴의 노후원전 폐로가 안전하고 신뢰감있게 진행될 전망이다.

• 저자 : KISTI 미리안 글로벌동향브리핑
• Keyword : 1. 폐로, 해체 2. decommissioning, dismantling

영국 원자력폐로청(NDA, Nuclear Decommissioning Authority)은 2017년 4월 1일부터 2020년 3월 31일까지의 3개년 사업계획을 발표했다. 2016년 4월 나온 NDA 전략계획에 기초해서 재무부와 에너지산업부의 재정투입계획에 맞추어 추진목표를 제시하고 17곳의 원자력부지에 대한 복구 진행계획을 밝힌 것이다.

이 사업계획은 작년 12월 12일부터 올 2월 3일까지 공청절차를 거쳤으며 17곳의 부지에 대한 향후 20년간의 전망도 포함하고 있다. 사업계획에서 NDA는 핵심목표는 환경을 보호하기 위해 해당 부지를 안전하고 확실하며 경제적으로 복구하는 것이고 밝히면서 2017년 4월부터 2018년 3월까지의 2017/18 회계년도의 총지출은 32억 4,000만 파운드이며 이 중 23억 6,000만 파운드는 정부 재정지원임을 명시했다. Sellafield 부지의 모든 핵연료재처리가 2020년에 종료될 예정이다.

NDA는 최근 영국 내에 산재하는 Magnox 원자로 부지에 대한 폐로관리 계약사인 Cavendish Fluor Partnership과의 계약을 상호합의로 종결한다고 밝힌 바 있다. 이는 계약범위에 들어있는 역무범위가 해당 부지에 필요한 역무와 실질적으로 다르기 때문으로 해석된다. 또한 참여사인 EnergySolutions사와 Bechtel사에도 약 900백 만 파운드의 보상금을 주고 법적분쟁을 종결했다.

2017-2020 사업계획에 들어있는 주요 사업 마일스톤에는 저준위방사성폐기물처분장 계획 결정 2018년, THORP(Thermal Oxide Reprocessing Plant) 재처리계획 확정 2018년 말, 모든 Magnox 원자로에 대한 연료제거 및 이전 2019년, Bradwell 및 Essex에 있는 Magnox 원전 부지를 NDA 최초로 유지관리단계로 전환 2019년, PFCS(Pile Fuel Cladding Silo) 복구 조기착수 2020년 및 Magnox 재처리 완료 2020년 등이 포함되어 있다.

• 저자 : KISTI 미리안 글로벌동향브리핑
• Keyword : 1. 저준위방사성폐기물처분장, 매그녹스 원자로, 연료제거 2. Low Level Waste Repository, Magnox, defuel

네덜란드 Petten에 기존 고중성자속원자로(HFR, High Flux Reactor)를 대체하기 위한 Pallas 연구용 원자로 설계 및 건설 계약자로  Ichos 컨소시엄이 2018년 1월 24일 선정되었다. 이 컨소시엄은 아르헨티나의 원자력기술회사인 Invap과 네덜란드 TBI Holdings의 자회사인  Croonwolter&dros사 및 Mobilis사로 구성되었다

이 프로젝트 규모는 1단계인 현 준비단계가 4,000만 유로 수준이며 후속 단계는 수백만 유로에 달할 것으로 알려졌다. 네덜란드는 Pallas 연구로 프로젝트 입찰을 2007년 12월 낸 바 있으며 이 때 입찰에 프랑스 Areva TA, 한국의 KAERI(Korea Atomic Energy Research Institute) 및 아르헨티나 Invap이 참여했다. 2009년 6월 Invap이 낙찰자로 선정되었으나 네덜란드는 세계 경제위기로 인해 사업 중단을 발표한 바 있다.

이 프로젝트는 2015년 재개되었으며 Pallas 재단이 2개 단계로 사업을 나눠서 새로운 입찰을 내게 되었다. 첫 단계는 엔지니어링, 건설허가 획득, 사업계획 수립 및 사업금융 확보로 구성되고 2단계는 원자로 건설단계다. 새로운 입찰에 동일한 3개 기관이 참여했으며 Invap은 TBI Holdings사를 맺어 참여했다. 2017년 3월 계약자가 결정되었다.

Pallas 연구로는 "tank-in-pool" 타입으로 열출력은 약 55 MW이며 기존 HFR보다 중성자속을 더 효율적이고 효과적으로 사용할 수 있다. 원자로 설계, 건설 및 시운전에는 약 10년이 걸릴 전망이며 수명은 최소 40년으로 생각하고 있다.

1960년 9월 가동된 이래로 기존 45 MW급 HFR은 원자력용 재료시험으로부터 기초 연구 및 의료용 동위원소 생산으로 그 역할이 크게 변해왔다. 이 원자로는 유럽연합의 JRC(Joint Research Centre)를 대신해 NRG(Nuclear Research and Consultancy Group)가 운영해 왔으며 오랫 동안 유럽시장의 60%, 세계시장의 30%에 해당하는 의료용 방사성동위원소를 공급해 왔다.

• 저자 : KISTI 미리안 글로벌동향브리핑
• Keyword : 1. 고중성자속원자로,Pallas 연구로,중성자속 2. HFR(High Flux Reactor),Pallas research reactor,neutron flux

Dominion Energy사는 GEH사(GE Hitachi Nuclear Energy)가 개발하고 있는 소형모듈형원자로(SMR, small modular reactor)인 BWRX-300의 상용화에 자금을 대기로 했다고 GEH사 측이 2018년 5월 21일 밝혔다. 이 300 MWe급 원자로는 GEH사의 1,520 MWe급 ESBWR(Economic Simplified Boiling Water Reactor) 설계에서 파생된 것이다.

GEH사 측은 Dominion사가 투자하기로 결정했다고 하면서도 정확한 투자규모에 대해서는 밝히지 않았다. BWRX-300 원자로는 원자력산업계의 장기적인 숙원을 반영하여 신규원전의 경제성을 획기적으로 향상시킨 원자로라고 밝혔다. 현행 경수로(LWR, light water reactor)와 비교할 때 더 효율적이며 단순하고 안전하며 건설도 용이하다고 덧붙였다.

GEH사 측에 따르면 BWRX-300는 이미 2014년 미 원자력규제위원회(NRC)로부터 설계인증(DC, design certification)를 받은 ESBWR 원전으로부터 설계와 인허가전략에 대한 영향을 받았다. BWRX-300는 다른 수냉식 SMR이나 기존 대형 원전에 대비할 때 단위 용량 당 60% 가량의 건설비 감소를 목표로 개발을 추진되었다. 이렇게 되면 복합사이클 가스발전이나 신재생에너지와도 가격면에서 경쟁력을 갖출 수 있게 된다.

Dominion Energy사 측은 원자력발전이 경제성장을 뒷받침하기 위해 청정하고 신뢰성 있으며 가격경쟁력 있는 전력을 공급하는데 필수적인 역할을 해야한다고 믿고 있으며 BWRX-300가 충분한 시장 경쟁력을 갖추고 있다고 확신한다고 밝혔다.

NRC는 2015년 Michigan 주에 DTE Energy사가 Fermi 원전 3호기로 1기의 ESBWR을 건설하려는 건설운영복합인허가(COL, combined construction and operating licence)을 승인한 바 있다. ESBWR은 또한 Dominion Virginia Power 사가 Virginia 주 North Anna 원전 3호기 잠정후보노형으로 선정되기도 했다. 이 신규원전에 대한 COL은 2017년 발급된 바 있다.

• 저자 : KISTI 미리안 글로벌동향브리핑
• Keyword : 1. 소형모듈형원자로,ESBWR,건설비 2. SMR(small modular reactor),ESBWR(Economic Simplified Boiling Water Reactor),capital cost

캐나다원자력연구소(CNL, Canadian Nuclear Laboratories) 보유한 연구능력을 총 결집하여 전 세계 원전에 대해 지속가능하고 장기적인 운전을 지원하기 위해 원자로지속가능센터(CRS, Centre for Reactor Sustainability)를 설립했다고 밝혔다.

CNL 측은 CRS가 원전의 신뢰성과 강요성을 유지하는데 필요한 기술을 활용하여 원자력발전소를 혁신하는 미션을 수행하는 가상 센터로서 역할할 것이라고 밝혔다. 이 신규센터는 혁신적인 기술과 검사서비스를 통해 원자로의 수명연장과 장기적 운전, 발전소 현대화 등을 지원함으로써 원자력발전소를 더 효율적이며 신뢰성 있는 발전소로 만드는데 도움을 줄 것이라고 덧붙였다.

CRS는 CNL이 보유한 특수 지식 및 경험을 발전회사 및 그 공급자에게 아래 5가지 핵심연구 분야에 제공할 예정이다. 5가지 분야란 1) 조사후검사기법을 포함한 수명관리(ageing management), 2) 연료특성 기술, 3) 운영지원 및 고장대응, 4) 화학분야 제어, 감시 및 최적화, 5)특별검사 및 정비도구 등이다.

CNL이 보유한 쵸크리버연구소(Chalk River Laboratories)는 원전 수명연장 및 효율 분야 지원에서 명성을 갖고 있다고 CNL 측은 밝혔다. 또한 CNL과 원자력분야 공급망이 함께 원자로의 지속가능성 제고에 통합된 접근을 함으로써 원전의 안전운전과 더불어 비용을 절감하고 효율을 향상시킬 수 있을 것이라고 덧붙였다.

CNL 측은 원자력산업계는 지속적으로 경제성을 유지하기 위해 혁신이 필요하다면서 CRS가 가장 어렵고 특수한 문제를 해결하는데 방법론과 전문성을 제공할 것이며 전 세계 원전의 지속가능성을 유지하는데 도움이 될 것이라고 밝혔다. 또한 CNL 측은 원전의 지속가능성이란 운전허가 갱신이나 수명연장을 넘어 원전의 경제성도 제고 하는 것이라고 설명했다.

• 저자 : KISTI 미리안 글로벌동향브리핑
• Keyword : 1. 원자로지속가능센터, 수명연장, 조사후 검사 2. CRS(Centre for Reactor Sustainability), life extension, post-irradiation examination

인도의 Kaiga 원전 1호기가 발전용 원자로 연속운전 분야에서 세계 기록을 경신했다. 가압중수로(PHWR, pressurised heavy water reactor) 원전인 이 원자로는 2016년 5월 13일부터 941일 간의 연속운전 기록을 수립한 것이다. 이 기록은 원자로 노형을 불문하고 세계 최장 기록이다.

이전 기록을 갖고 있던 원전은 개량형 가스냉각로(AGR, advanced gas-cooled reactor)인 영국 Heysham II원전의 2호기로 2016년 9월 계획예방정비를 위해 계통병해 할 때까지 940일이 연속운전 기록을 달성한 바 있다.

인도 원자력부(DAE, Department of Atomic Energy)는 2018년 12월 10일 오전 9시 20분 Kaiga 원자력발전소(KGS, Kaiga Generating Station) 1호기가 941일 동안의 비정지 연속운전을 기록함에 따라 인도를 세계 어떤 원자로형에서 독보적인 최장 연속운전기록 보유국으로 만들었다고 밝혔다. 이 기간 동안 이용율은 99.4%에 달했다고 DAE는 덧붙였다.

인도 Karnataka 지역의 Kaiga 원전부지는 인도가 직접 설계한 4시의 220 MWe급 PHWR가 설치되어 있다. Kaiga 원전 1호기는 2000년 상업운전을 시작한 바 있다. 지난 10월 이 원자로는 PHWR형 원자로 중 이전 최장 연속운전기록보다 하루 더 긴 895일로 경신한 바 있다. 이전 기록은 캐나다의 Pickering 원자력발전소의 7호기가 1994년에 수립한 894일 무정지 연속운전이었다.

PHWR과 AGR은 모두 원자로 정지없이 핵연료를 재장전할 수 있도록 설계되어 있다. 인도원자력공사(Nuclear Power Corporation of India Ltd.)는 자사가 소유한 원전 3기가 장기간 운전되고 있다고 밝혔다. 이들 원전은 세계기록 경신 후 여전히 운전을 지속하고 있는 Kaiga 1호기, Rajasthan 3호기 및 Rajasthan 5호기로 Rajasthan 3,5호기는 2년 이상 연속운전을 이어나가고 있다고 밝혔다.

• 저자 : KISTI 미리안 글로벌동향브리핑
• Keyword : 1. 연속운전,발전용 원자로,계획예방정비 2. continuous operation,nuclear power reactor,scheduled maintenance outage

중국 Zhejiang성 Sanmen 원자력발전소 2호기가 시운전시험 중 고온기능시험을 완료했다고 SNPTC(State Nuclear Power Technology Corporation)이 2018년 1월 31일 밝혔다.

미국 Westinghouse사 AP1000형 원전 중 세계 최초인 Sanmen 1호기는 올해 늦게 운전을 개시할 것으로 예상되며 2호기는 올해 시운전시험에 집중할 예정이다.

77일 간에 걸쳐 수행된 고온기능시험(HFT, Hot Functional Test)은 원자로 게통이 정상운전 중에 노출되는 온도와 압력을 동일하게 모의한다. 이 시험에서는 핵연료를 원자로에 장전하기 전에 원자로냉각재계통과 원전 안전계통이 기능적으로 적절하게 운전될 수 있는지를 확인하게 된다.

Sanmen 2호기 주냉각회로에 대한 상온수압시험(CHT, Cold Hydrostatic Test)은 작년 9월 2일 완료된 바 있다. 이 시험에서는 원자로냉각재펌프(RCP, Reactor Coolant Pump)에 의해 고압으로 순환되는 원자로 주냉각회로를 충수해서 각종 용접부, 접합부, 배관 및 기기에서 누설이 없음을 확인하고 관련 고압계통이 각종 규제요건을 충족하는지를 확인한다. 원자로냉각재펌프는 시험 중 안정된 수위를 유지한 상태로 원자로 내부온도를 유지하는 역할을 한다.

2기의 AP1000형 원자로가 Sanmen 부지에 건설 중이며 또 다른 2기가 Shandong성 Haiyang 부지에 건설되고 있다. AP1000형 원전 중 세계 최초로 운영을 개시할 것으로 예상되는 Sanmen 1호기의 고온기능시험은 2017년 6월 30일 완료되었다.  Haiyang 1호기도 올 해 늦게 운영을 개시할 것으로 보이며 Haiyang 2호기는 2019년 운영을 개시할 예정이다.

미국 내에도 4기의 AP1000형 원전이 건설되고 있다. 2기는 Vogtle 부지에, 나머지 2기는 Summer 부지에 건설 중이다. 그러나 Summer 부지의 2기는 지난 해 8월부터 건설이 중단된 상태다.

• 저자 : KISTI 미리안 글로벌동향브리핑
• Keyword : 1. AP1000형 원전,고온기능시험,상온수압시험 2. AP1000,HFT(Hot Functional Test),CHT(Cold Hydrostatic Test)